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Mibi (Fach) / Virologie (Lektion)

Virologie

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  • Eigenschaften Viren obligate Parasiten --> können nicht ohne Wirt existieren können Bakterienfilter passieren (Porengröße 0,25 µm) nur 1 Tyo von Nukleinsäure (RNA oder DNA) für die Reproduktion reicht die Nukleinsäure (Infektion) kein Wachstum, keine Teilungkein eigener Stoffwechselkein Translationsapparatunempfindlich gegen Antibiotikakönnen pleiomorph sein (Vielgestaltigkeit)eikosaedrische Form meist (ein aus Dreiecken bestehender "Ball", meist aus 20 Dreiecken), auch polyaedrisch Caprid = Hülle bestehend aus Capsomeren, die die Nukleinsäure einhüllenmit oder ohne Hülle um das Capsid  
  • Einteilung nach Nukleinsäure DNA- Viren: ssDNA = Einzelstrang/ dsDNA = Doppelstrang RNA- Viren: ssRNA/ dsRNA DNA <-> RNA- Viren (können ihre DNA/ RNA in RNA/ DNA umwandeln, mithilfe von reverser Transkriptase)ssRNA: RetrovirendsDNA: HepaDNA-Viren
  • virale mRNA Unterscheidung in + oder - RNA + entspricht der "normalen" Richtung der mRNA (5'-3')
  • Bakterienviren = Bakteriophagen bilden charakteristische Plaques in einen Bakterienrasen (lysierte Bakterien)Capsid des Phagen bleibt außen RNA-Phagenalle sehr kleine Isokaeder (ca. 16 nm)infizieren alle "male-specific" (Infektion über Pilus)sind +-Strang Viren
  • Phage M13 ssDNA-Phageinfiziert E. coli am F-pilusBesonderheit: M13 (und fd) verlassen die Wirtszelle ohne Lyse Lebenszyklus:ssDNA als replikatives Intermediat --> Vermehrung wirtsfremder DNA durch den Einbau ind Wirdgenon --> permanente Phagenproduktion --> parasitisch, aber in Koexistenz mit Bakterien
  • T4-Phage dsDNA-PhageAufbau: Mit Kopf, Schwanz und Schwanzfaser (typisch für T-Phagen)Besonderheit: DNA der gradzähligen T-Phagen enthalten 5-Hydroxymethylcytosine --> schützt die DNA der Phagen vor dem Abbau durch Restriktionsenzyme Problem bei dsDNA: verkürzt sich immer durch Primer Lösung: DNA-Stränge hängen sich aneinander --> Concatenate
  • ssDNA-Phagen + Strang Virenisokaerisch (ca. 25nm)filamentös, helikal (ca. 6nmx900nm --> M13, fd)"male-specific" (M13 --> keine Lyse --> permanente Phagenproduktion)
  • Phage Lambda infiziert E. colidsDNAist erstmal temperent"cohesive sites" an beiden Enden der linearen lambda-DNA (sich wiederholende Sequenzen) Temperenter Zyklus: lineare DNA wird nach deer Infektion der Wirtszelle von der DNA-Ligase des Bakteriums zur zirkulären DNA geschlossen --> Einbau in das Bakterienchromosom durch virale Integrase  --> Prophage (Wikipedia) Lytischer Zyklus: Expression der Phagen DNA ist durch Repressor unterdrückt --> schlechte Umweltbedingungen für das Bakterium sendet SOS-Signal an die Phage --> Ausschüttung von RecA (spaltet den Repressor) --> Genexpression --> Lyse  
  • Phage Mu (Mutator) lysogen stellt ein großes DNA-Transposon dar, das bei der Infektion in die Wirts DNA eingebaut wird (effizientestes bekanntes Transposon)
  • Infektionen mit Tierviren Adsorption (Anheften an die Wirtszelle) --> Penetration der Wirtszelle1. Transformation in eine Tumorzelle --> Tumorzellteilung --> Turmorinduktion (zB HepaDNA, Retro, Papilloma, Herpes) 2. Multiplikation der Virus"zelle" --> Zelltod der Wirtszelle, Virusfreisetzung --> Lytische Infektion 3. langsame Virusfreisetzung, kein Zelltod --> persistente Infektion 4. keine Zellschäden, später lytischer Zyklus --> latente Infektion
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  • Vertebraten-Viren DNA-Viren1. nackt: Parvovirus (ssDNA)/ Papovirus (dsDNA)/ Adenovirus (dsDNA)/ Iridovirus (dsDNA)2. mit Membranhülle: Hepdnavirus (DNA zum Teil ds)/ Pockenvirus (dsDNA)/ Herpesvirus (dsDNA) RNA-Viren1. nackt: Picornavirus (ssRNA)/ Reovirus (dsRNA)2. mit Membranhülle (alle ssRNA): Rhabdovirus/ Togavirus/ Coronavirus/ Arenavirus/ Retrovirus/ u.a.
  • Problem der monocistronischen RNA und virale Lösungen monocistronische RNA = mRNA, die nur ein einzelnes Cistron codiert (entspricht einem Gen) --> offenes Leseraster auf gesamten DNA Molekül (nur 1 Promotor) Lösungen von Viren: Rhabdoviren: Bildung einer mRNA pro ProteinAdenoviren: Alternatives Spleißen eines primären TranskriptsPoliovirus: Bildung eines großen Vorläuferproteins+ Strang Viren (HCV): Funktionalität einer polycistronischen mRNA (andere Möglichkeiten)
  • Herpesvirus kann verschiedene Krankheiten auslösen Epstein-Barr-Virus --> Krebs Behandlung Herpes mit Acyclovir (inhibiert und inaktiviert der viralen DNA-Polymerase und Termination des wachsenden DNA-Stranges)
  • Retroviren (HIV) Struktur Oberflächenproteine, die das Virus umhüllen (genauer: umhüllt Lipidmembran)Lipidmembran, unterbrochen von Transmembranproteinen (unhüllt Corehüllproteine)Corehüllproteine bilden Corehülle, die das Coreprotein schützen Corehüllprotein umhüllt die RNA und die Reverse Transkriptase
  • Retroviren (HIV) Reprikation 1. Adsorption2. Penetration, RNA-Freisetzung --> Reverse Transkription (RNA zu DNA)3. Integration in das WIrtsgenom 4. Transkription der viralen DNA --> virale ssRNA5. Verpackung der ssRNA in Nukleocapsid6. Knospung7. Freisetzung (Klau der Membran der Wirtszelle)
  • Retroviren (HIV) Reverse Transkription Reverse Transkriptase = RNA abhängige DNA-Polymerase RNAse H = entfernt RNA-Strang aus RNA/DNA Hybrid DNA-Polymerase = DNA abhängige DNA-Polymerase
  • Retroviren Therapeutische Maßnahmen Azidothymin als Thyminanalogon --> hemmt reverse Transkriptase --> Kettenabbruch nach Einbau Nevirapin --> Nichtnucleosidischer Inhibitor der reversen Transkriptase --> kometetive Hemmung Peptidanalogon --> Inhibitor der viralen Protease Bekämpfung von Viren ist aber generell schwierig, weil kein Stoffwechsel oder zellulärer Aufbau vorhanden sind --> keine Antibiotika-Wirkung
  • Hepadna-Viren (Hepatitis B) hochansteckend (50- 100 mal infektiöser als HIV)weltweit verbreitetschwere Leberentzündung Lebenszyklus: Reverse Transkription --> Einbau ins WirtsgenomBildung einer c-DNA bei Verpackung (durch reverse Transkriptase) hat verschiedene mRNAs und eine RNA Prä-Genom RNA bildet sowohl relaxed circular DNA (rcDNA) als auch covalently closed circular DNA (cccDNA)
  • Pflanzenviren in Europa ca. 1200 Symptome: ChlorosenLäsionenVergilbungVerbänderung (Fasciation)Mißbildungen
  • Viroide infektiöse ssRNA-Moleküle eigentlich zu klein für Viren ohne Capsid --> nur die Nukleinsäure
  • Prione = Proteine, die im tierischen Organismus sowohl in normalen als auch in anormalen (pathogenen) Strukturen vorliegen können PrP(c) (= Prion Protein cellular) = häufigstes im Gehirn vorkommendes Prion (normal) PrP(sc) (= Prion Protein Scrapie[weil es als erstes im Scrapie erkannt wurde]) sobald PrP(c) mit PrP(sc) in Verbindung kommt, ändert PrP(c) seine Konformation --> immer mehr PrP(c) wird zu PrP(sc) umgewandelt PrP(sc) lagert sich unlöslich an den Zellen des Gehirns ab --> Tod der Zellen --> sporingoforme Enzephalopathie (schwammige Gehirnerkrankung) --> endet stets tödlich!  
  • Prione (Beispiele) KuruCreutzfeld-JakobScrapieBSEchronic wasting disease

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